JP2752649B2

JP2752649B2 - セラミックヒータ

Info

Publication number: JP2752649B2
Application number: JP63226936A
Authority: JP
Inventors: 泰彦鈴木; 伸一横井
Original assignee: Nippon Tokushu Togyo KK
Current assignee: Nippon Tokushu Togyo KK
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1998-05-18
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: JPH0275187A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主に燃焼機器の点火に用いるセラミックヒ
ータの、発熱素子と電極板との接続部の増強および補強
に関する。

［従来の技術］セラミックヒータは、セラミック製発熱体にリード線
を接続して発熱素子を形成し、この発熱素子を機器への
装着手段を兼ねるハウジングに保持させた構成を有す
る。セラミック製発熱体は、電気絶縁性のセラミック焼
結体製基体に、電気抵抗体を担持させて形成されてい
る。基体は、平板状、角棒状、あるいは丸棒状など所定
の形状を有し、電気抵抗体は、高融点金属または導電性
セラミックからなる導電体を、所定のパターンで、前記
基体内に埋設させるか、基体の表面に被着して形成され
る。

この種のセラミックヒータは、従来よりディーゼル機
関のグロープラグとして実用されている。また近年、電
波雑音を生じない利点から、電子制御装置を備えたガス
燃焼機器などの燃焼機器の点火装置としての使用が検討
されている。グロープラグではハウジングとして筒状主
体金具が使用されるが、点火装置用セラミックヒータで
はハウジングは通常、セラミック製筒状体が用いられ
る。

従来の点火装置用セラミックヒータは、第９図および
第10図に示す如く、つぎの構造を有していた。

（あ）導電体101の両端部102、103を、基体110の後端部
111の表面に露出させ、この露出面に金属製の電極板13
1、132をろう付けする。

（い）この電極板131、132にリード線141、142を溶接し
て、リード線付き発熱体（発熱素子）150を形成する。

（う）この発熱素子150を、その後端部を覆う筒状の絶
縁物（ハウジング）160に挿入して、空隙をセメント等
の無機質系の接着剤170で充填して固着し、セラミック
ヒータ100が製造される。

［発明が解決しようとする課題］しかるに従来のセラミックヒータはつぎの欠点があっ
た。

（ア）電極板131、132のろう付け部の強度が不足して、
製造工程の途中で電極板が剥離し易い。

（イ）接着剤170の強度不足や充填むらのため、接着剤1
70による電極板131、132の保持力が不十分となり、リー
ド線に加わる引っ張り力で電極板がリード線ごと剥離し
やすい。

（ウ）電極板131、132を炉中でろう付けする場合、電極
板の押さえがないので、ろう付けのセッティングが難し
く、且つ、ろう付け炉中で電極板が脱落しやすい。

この発明の目的は、上記電極板のろう付け強度の補
強、増強、およびろう付け作業の円滑化にある。

［課題を解決するための手段］上記目的達成のため、本発明は、電気絶縁性セラミッ
ク焼結体からなる基体に、電気抵抗体を保持させ、該電
気抵抗体の両端部に電気的に導通する電極板をろう付け
し、該電極板にリード線を接続してなる発熱素子を備え
たセラミックヒータにおいて、前記発熱素子の外周で、
前記電極板を含む周囲に、環状の絶縁体を緊密に外嵌す
る構成を採用した。

［作用および発明の効果］本発明のセラミックヒータは、発熱素子の外周で、前
記電極板を含む周囲に、環状の絶縁体を緊密に外嵌して
いるので、電極板のろう付け部の強度の増強および補強
ができ、組付け工程の途中や使用中における電極板の剥
離やリード線の脱落が防止できる。

［実施例］次に本発明を第１図〜第４図に示す第１実施例に基づ
き説明する。

１は本発明にかかるセラミックヒータ用の発熱素子、
２はその後端部に外嵌された環状の絶縁体である。

発熱素子１は、窒化珪素、アルミナなどの電気絶縁性
で耐熱性に優れたセラミック焼結体からなる基体３に、
略Ｕ字状のパターンで埋設された導電体からなる電気抵
抗体４を担持させた構造を有するセラミック製発熱体10
を備える。

基体３は巾8.0mm、長さ50mm、厚さ2.0mmの矩形の薄板
状を呈する。抵抗体４は、その両端部41、42が基体３の
後端部31に配され、該両端部41、42はその外側の側面が
基体３の側面に露出した露出面43、44となっている。

前記セラミック製発熱体10の後端部31の両側には、断
面コの字状で、板厚0.5mmの銅製電極板５、６が外嵌さ
れており、この電極板５、６の内面と前記抵抗体の両露
出面43、44とは、ろう付けされている。またセラミック
製発熱体10の後端から突き出した、電極板５、６の後部
内壁には、リード線７、８がろう付けまたは溶接されて
いる。

環状の絶縁体２は、アルミナ、ムライト、窒化珪素な
ど耐熱性、耐熱衝撃性に優れたセラミックを主体とする
セラミック焼結体製で、前記電極板５、６を含む発熱素
子１の後端部の外周に緊密に外嵌する寸法を有する。本
実施例では、絶縁体２は、偏平な４角筒状を呈し、内法
は、巾9.2mm、高さ（厚さ）3.2mmであり、長さは15mm、
板厚は4.0mmとなっている。

発熱素子１は、つぎのように製造される。

（ａ）２枚のセラミックグリーンシート間に、所定のパ
ターンで導電体を配着させ、焼成して一体化する。これ
によりセラミックグリーンシートは、基体３となり、導
電体は電気抵抗体４となって、セラミック製発熱体10が
焼成される。

（ｂ）つぎに電気抵抗体４の露出面43、44を含むセラミ
ック製発熱体の後端部31の外周に、ろう材と電極板５、
６とをあてがい、これらを覆うように前記後端部31の外
周に、絶縁体２を外嵌する。この場合において、発熱体
10の後端部31の外周および／または絶縁体２の内周をテ
ーパに形成しておくと、前記緊密な嵌合が円滑になされ
る。

（ｃ）つぎにこの嵌合体をろう付け炉内でろう付けし、
その後電極板５、６にリード線７、８をろう付け、半田
付けまたは溶接する。

この発熱素子１は、第４図に示す如く、従来例と同様
に、その後端部を覆う筒状の絶縁物（ハウジング）160
に挿入され、空隙を接着剤170で充填してセラミックヒ
ータ100に組み立てられる。

第５図および第６図は第２実施例にかかるセラミック
ヒータの発熱素子1Aを示す。

この実施例では、発熱体として、内部に多層に並列し
て配された複数の電気抵抗体4A、4Bを有し、ほぼ正方形
に矩形の断面を呈する棒状発熱体11を用いている。これ
に対応して絶縁体2Aも正方形に近い矩形角筒状を呈す
る。また電極板5A、6Aは、平板となっている。

この構成により、第１実施例の平板状の発熱体10に較
べ折れ難くなっている。

第７図および第８図は、第３実施例にかかるセラミッ
クヒータの発熱素子1Bを示す。

この実施例では、発熱体12を丸棒状とし、電極板5B、
6Bを円筒面状に形成して、絶縁体2Bを円環状に構成して
いる。これにより、絶縁体2Bは、製造が容易になるとと
もに、角部の応力集中がなくなり、機械的強度および耐
久性が増大する。

［変形例］（１）環状の絶縁体としては、上記セラミックの他に、
フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性および機械
的、化学的強度に優れたエンジニアリングプラスチック
が使用できる。絶縁体にプラスチックを使用したとき
は、上記の如く電極板のろう付け前に絶縁体をセラミッ
ク製発熱体に外嵌しておくことは、不可能である。よっ
てセラミック製発熱体に電極板をろう付けした後、また
は電極板にリード線をろう付けまたは溶接した後で、絶
縁体を発熱素子に外嵌する。これにより電極板の補強が
できる。

（２）絶縁体にプラスチックを使用したときは、絶縁体
は発熱素子の電極板を包み込む形で、発熱素子の外周に
モールド成形して外嵌しても良い。

［実験例］第１図に示す構造を有し、基体３に窒化珪素系セラミ
ック、環状の絶縁体２にも同一材料のセラミックを使用
した発熱素子１を製造した。この発熱素子１に環状の絶
縁体２を外嵌したものと、環状の絶縁体２のないものと
を、それぞれ20個づつ、リード線７、８の引っ張り試験
を行ない、電極板の剥離強度を測定した。

これによりつぎの結果を得た。

絶縁体２を外嵌した発熱素子…1.0Kgf以上、絶縁体２
のない発熱素子…0.2〜0.3Kgfとなり、絶縁体２を外嵌
した発熱素子は絶縁体２のない発熱素子に比べ３〜５倍
の電極板の耐剥離性が向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックヒータの第１実施例にかか
る発熱素子を示す斜視図、第２図はその平面断面図、第
３図はその背面図、第４図は該発熱素子を用いたセラミ
ックヒータの斜視図である。第５図は本発明のセラミッ
クヒータの第２実施例にかかる発熱素子を示す斜視図、
第６図はその背面図である。第７図は本発明の第３実施
例にかかる発熱素子を示す斜視図、第８図はその背面図
である。第９図は従来のセラミックヒータにかかる発熱
素子の斜視図、第10図は該発熱素子を用いたセラミック
ヒータの平面断面図である。図中、１……発熱素子、２……環状の絶縁体、３……基
体、４……電気低抗体、５、６……銅製電極板、７、８
……リード線、10……セラミック製発熱体、100……セ
ラミックヒータ、160……筒状の絶縁物（ハウジン
グ）、170……セメント等の無機質系の接着剤

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性セラミック焼結体からなる基体
に、電気抵抗体を保持させ、該電気抵抗体の両端部に電
気的に導通する電極板をろう付けし、該電極板にリード
線を接続してなる発熱素子を備えたセラミックヒータに
おいて、前記発熱素子の外周で、前記電極板を含む周囲に、環状
の絶縁体を緊密に外嵌したことを特徴とするセラミック
ヒータ。